- 离子的检验
- 共4052题
孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl2·3H2O及纯碱,流程如图所示。
已知:溶液A只含Cu2+、Fe2+、Fe3+三种金属离子,且三种离子沉淀时的pH如表所示。回答下列问题。
(1)E、H的化学式依次为 、 。
(2)图中“试剂1”若为H2O2,它在流程中的具体作用为 。
(3)加入CuO的作用是调节溶液pH,则pH的范围为 。
(4)由溶液C获得CuCl2·3H2O,需要经过蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥等操作,洗涤CuCl2·3H2O晶体需要的主要玻璃仪器有烧杯、 。
正确答案
(1)(1)CO2 NH4Cl(2)Fe2+开始沉淀时的pH为7.0,此时Cu2+已完全沉淀。所以欲除去Cu2+中混有的Fe2+,利用双氧水(也可用氯气)先将其氧化为Fe3+。 (3)3.2
试题分析:(1)孔雀石的成份是碱式碳酸铜,与酸反应生成二氧化碳气体,故E、H的化学式依次为CO2 NH4Cl。(2)根据表中数据Fe2+开始沉淀时的pH为7.0,此时Cu2+已完全沉淀。所以欲除去Cu2+中混有的Fe2+,利用双氧水(也可用氯气)先将其氧化为Fe3+,便于后续沉淀除去。 (3)加入CuO的作用是调节溶液pH,要保证铜离子不要沉淀,三价铁离子尽可能完全沉淀,根据表中的数据则pH的范围为3.2
钛(Ti)被誉为21世纪金属。冶炼钛的主要原料是含Fe2O3的钛铁矿(FeTiO3),其生产过程如下:
已知:TiOSO4可溶于水且易水解,H2TiO3难溶于水。试回答下列问题:
(1)步骤②的主要实验操作是冷却、结晶、 (填操作名称);步骤④在实验室中常将试剂置于 (填仪器名称)中加强热。
(2)步骤③中加入热水的作用是 。
(3)步骤④中硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在空气中煅烧生成铁红、水和三氧化硫,写出该反应的化学方程式: 。
(4)步骤②所得到的硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是目前工业上处理含铬有毒废水常用的化学试剂,二者反应后(Cr由+6价转化为+3价)可以转化为有重要工业价值的铁氧体复合氧化物(常用FeO·FeyCrxO3表示)。欲制备该铁氧体复合氧化物,试求在酸性的含铬废水中,加入FeSO4·7H2O的质量应为废水中六价铬(相当于CrO3)质量的 倍。
正确答案
(共13分)
(1)过滤 (2分) 坩埚 (2分)
(2)加热、稀释有利于促使TiO2+水解生成H2TiO3(2分)
(3)4FeSO4·7H2O+O22Fe2O3+4SO3+28H2O (3分)
(4) 13.9 (4分)
试题分析:工艺流程题解题的关键是搞清加入什么物质,发生什么反应,如何分离,要将工艺的流程转化为物质的流程。首先在钛铁矿和Fe2O3中加入H2SO4溶解,再加入Fe进行还原,将Fe3+转化为Fe2+,然后通过冷却、结晶、过滤得到FeSO4·7H2O固体以及滤液,在滤液中加入热水,促使TiO2+发生水解生成H2TiO3,最后转化为Ti。
(4)FeO·FeyCrxO3中,Cr为+3价,Fe为+3价,故x+y=2,根据电子得失守恒有Fe:Cr=3:1,可以设x=0.5,y=1.5;可以得出量的关系为2.5FeSO4·7H2O~0.5CrO3,故质量比为(2.5×278):0.5×100=13.9。
14 分苯甲酸乙酯(C9H10O2)别名为安息香酸乙酯。 它是一种无色透明液体,不溶于水,稍有水果气味,用于配制香水香精和人造精油,大量用于食品工业中,也可用作有机合成中间体,溶剂等。其制备方法为:
已知:
已知:苯甲酸在100℃会迅速升华。
实验步骤如下:
①在圆底烧瓶中加入4.0g苯甲酸,10 mL 95%的乙醇(过量),8mL 环己烷以及3 mL 浓硫酸,混合均匀并加入沸石,按右图所示装好仪器,控制温度在65~70℃加热回流2 h。利用分水器不断分离除去反应生成的水,回流环己烷和乙醇。
②反应一段时间,打开旋塞放出分水器中液体后,关闭旋塞,继续加热,至分水器中收集到的液体不再明显增加,停止加热。
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入Na2CO3至溶液至呈中性。用分液漏斗分出有机层,水层用25 mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层,加入氯化钙,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,低温蒸出乙醚和环己烷后,继续升温,接收210~213℃的馏分。
④检验合格,测得产品体积为2.3mL。
回答下列问题:
(1)在该实验中,圆底烧瓶的容积最适合的是 (填入正确选项前的字母)。
A.25 mL B.50 mL C.100 mL D.250 mL
(2)步骤①加入沸石的作用是 。如果加热一段时间后发现忘记加沸石,应该采取的正确操作是:
(3)步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是
(4)步骤③加入Na2CO3加入不足,在之后蒸馏时蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因 ;
(5)有机物的分离操作中,经常需要使用分液漏斗等仪器。使用分液漏斗前必须
(6)计算本实验的产率为 。
正确答案
(15分,(6)3分,其余2分)(1)B
(2)防止爆沸 冷却后补加
(3)使平衡不断地向正向移动
(4)在苯甲酸乙酯中有未除净的苯甲酸,受热至100°C时升华
(5)检查是否漏水
(6)49.1%
试题分析:(1)烧瓶所能盛放溶液的体积不超过烧瓶体积的2/3,现在加入液体的体积大约是21mL,所以选取烧瓶的体积是50mL,答案选B;
(2)步骤①加入沸石的作用是防止爆沸;若忘加沸石,则应等烧瓶冷却后再补加,以免发生危险;
(3)步骤①中使用分水器不断分离除去水,使生成物的浓度减小,平衡一直正向移动;
(4)加入碳酸钠的目的是除去苯甲酸乙酯中的苯甲酸,若加入的碳酸钠不足,则产品中存在苯甲酸,而苯甲酸在100℃会迅速升华,则蒸馏时会出现白烟现象;
(5)使用分液漏斗前必须检查是否漏水;
(6)理论上4.0g苯甲酸与足量乙醇反应生成苯甲酸乙酯的质量是4.92g,实际得苯甲酸乙酯的质量是2.3mL×1.05g/mL=2.415g,所以本实验的产率为2.415g/4.92g×100%=49.1%.
由呋喃甲酸脱羧得到呋喃与丙酮在酸性条件下缩合,可得到八甲基四氧杂夸特烯。有关实验原理及流程如下;
步骤1:呋喃的制备
在圆底烧瓶中放置4.5 g呋喃甲酸(100 ℃升华,呋喃甲酸在133 ℃熔融,230~232 ℃沸腾,并在此温度下脱羧),按图安装好仪器。先大火加热使呋喃甲酸快速熔化,然后调节加热强度,并保持微沸,当呋喃甲酸脱羧反应完毕,停止加热。得无色液体呋喃(沸点:31~32 ℃,易溶于水)。
步骤2:大环化合物八甲基四氧杂夸特烯的合成
在25 mL锥形瓶中加入2.7 mL 95%乙醇和1.35 mL浓盐酸,混匀,在冰浴中冷至5 ℃以下,然后将3.3 mL丙酮和1.35 mL呋喃的混合液迅速倒入锥形瓶中,充分混匀,冰浴冷却,静置得一黄色蜡状固体。过滤,并用3 mL无水乙醇洗涤,用苯重结晶,得白色结晶八甲基四氧杂夸特烯。
(1)步骤1中用大火急速加热,其主要目的是____________________________。
(2)装置图中碱石灰的作用是__________________________________________;
无水氯化钙的作用是________________________________________________。
(3)脱羧装置中用冰盐浴的目的是_____________________________________。
(4)合成八甲基四氧杂夸特烯加入盐酸的目的是_________________________。
(5)确论产品为八甲基四氧杂夸特烯,可通过测定沸点,还可采用的检测方法有__________________________________________________________。
正确答案
(1)防止升华物过多,造成冷凝管的堵塞或污染产物
(2)吸收生成的CO2 防止水蒸气进入,溶入呋喃
(3)呋喃易挥发,冰盐浴减少挥发,提高产率
(4)作催化剂
(5)检测产品的核磁共振氢谱和红外光谱等
(1)由题给信息可知呋喃甲酸在100 ℃时升华。(2)碱石灰是为了吸收呋喃甲酸脱羧产生的CO2。无水氯化钙接空,是为了防止空气中的水蒸气进入。(3)呋喃沸点31~32 ℃,易挥发,用冰盐浴减少挥发。(4)由反应原理知,HCl作催化剂。(5)检测有机物可以通过核磁共振氢谱和红外光谱。
(11分)A、B、C、D、E可能是NH4Cl、Ba(OH)2、KCl、K2SO4、(NH4)2SO4无色溶液中的一种,将它们两两混合时产生的现象是:
①A和B混合后产生白色沉淀,加热后无明显现象。
②B和C混合也产生白色沉淀,加热后有气体产生,气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
③B和E混合后无沉淀,但加热后也产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
④D和任何一种溶液混合后,都无明显变化。根据上述现象,回答下列问题:
(1)A是___ _, B是 ___,C是_____ ___,D是___ _____,E的电子式_____ __。
(2)写出有关反应的离子方程式:
A+B:________________________________________________;
B+C:_________________________________________________;
B+E:_____________________________________________。
正确答案
(1)K2SO4 Ba(OH)2 (NH4)2SO4 KCl
(2)SO42- + Ba2+=BaSO4↓ Ba2++ 2OH- + 2NH4+ + SO42-=BaSO4↓ + 2NH3↑+ 2H2O
NH4+ + OH-=NH3↑+H2O
试题分析:根据①可知,生成的白色沉淀是硫酸钡,且反应中没有氨气生成,所以AB应该是氢氧化钡和硫酸钾。根据②可知,生成的白色沉淀是硫酸钡,且反应中有氨气生成,所以B是氢氧化钡,C是硫酸铵,则A就是硫酸钾。根据③可知,生成的气体是氨气,所以E是氯化铵,则D就是氯化钾。
点评:该题是中等难度试题的考查,试题综合性强,在注重对学生基础知识巩固和训练的同时,侧重对学生解题能力的培养,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生的逻辑推理能力和规范答题能力。该类试题需要注意的是在进行物质的检验时,要依据物质的特殊性质和特征反应,选择适当的试剂和方法,准确观察反应中的明显现象,如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等,进行判断、推理、验证即可。
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